專利名稱：率失真優(yōu)化方法及裝置、視頻編碼方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字視頻編碼，尤其涉及一種率失真優(yōu)化方法及裝置、視頻編碼方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
視頻編碼技術(shù)的目標(biāo)是對視頻進行壓縮編碼，在保證同等視頻質(zhì)量的條件下，取得更大的壓縮比，從而用更小的帶寬進行傳輸。以國際標(biāo)準(zhǔn)H264為參考，對基本編碼單元(通常為宏塊)編碼時，可以選擇不同的編碼模式。編碼模式可以包括對幀內(nèi)預(yù)測或幀間預(yù)測的選擇，也可以包括對基本編碼單元的分割方式的選擇，還可以包括對預(yù)測塊位置的選擇。例如，幀內(nèi)預(yù)測模式包括INTRA-4x4、INTRA-8x8、INTRA-16xl6 ;省略模式為 SKIP ;直接模式為 DIRECT ;幀間預(yù)測模式包括 INTER-16xl6、INTER_16x8、INTER_8xl6、INTER_8x8，其中 INTER_8x8 可以進一步分為INTER-8x8、INTER-8x4、INTER_4x8、INTER_4x4。另外，幀內(nèi)預(yù)測的各種預(yù)測方向包 括:Intra_4x4_Vertical> Intra_4x4_Horizontal、Intra_4x4_Diagonal_Down Left、Intra_4x4_Diagonal_Down_Right> Intra_4x4_Vertical_Right> Intra_4x4_Horizontal_Down、Intra_4x4_Vertical_Left>Intra_4x4_Horizontal_Up、Intra_4x4_DC。目前，通常通過率失真優(yōu)化來確定基本編碼單元的編碼模式，率失真優(yōu)化是對以下代價函數(shù)J求最小值的過程:J (s, C，mode | QP) =D (s, c, mode QP) + λ modeR (s, c, mode QP) ； (I)其中D是失真代價，R是碼率代價，s和c分別表示原圖和通過編解碼處理的再建圖的基本編碼單元，mode表示基本編碼單元的可選擇編碼模式。率失真優(yōu)化過程是在量化參數(shù)(QP Quantization Parameter)已定的條件下,確定使得上述代價函數(shù)J達到最小值的編碼模式mode。其中λ m-是用來折衷失真代價和碼率代價的拉格朗日參數(shù)。在Η264標(biāo)準(zhǔn)中，λ Mde由QP決定，即可采用以下公式表示Xmode:Anrode=0.85X2(QP12)/3。(2)在上述率失真優(yōu)化過程中，每計算一種編碼模式下的分割方式的代價，都需要對該分割方式進行運動搜索，找到最佳的參考幀和運動矢量。隨后再對該模式下的殘差進行離散余弦變換(DCT:Discrete Cosine Transform)、量化和熵編碼,進而重建圖像,這樣才能得到該分割方式下的失真和實際的碼率。這種方法雖然能夠找到最佳的分割方式，但是計算量非常巨大，因此實際使用較少。上述方式的替代方法是用運動補償誤差來預(yù)測重建誤差，用絕對誤差和(SAD:Sum ofAbsolute Difference)或阿達瑪變換后的絕對值求和(SATD:Sum of AbsoluteTransformed Difference)來代替差值的平方和(S SD:Sum of Squared Difference),作為公式(I)中D (s，c，mode I QP)的值。其中，SSD和SAD分別采用以下公式表示:
權(quán)利要求
1.一種率失真優(yōu)化方法，其特征在于，包括步驟: 計算基本編碼單元的視頻內(nèi)容的復(fù)雜度； 根據(jù)所述復(fù)雜度篩選獲得所述基本編碼單元的分割方式； 采用所述分割方式對所述基本編碼單元進行率失真優(yōu)化，以獲得所述基本編碼單元的最優(yōu)編碼模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的率失真優(yōu)化方法，其特征在于，在步驟計算基本編碼單元的視頻內(nèi)容的復(fù)雜度中， 通過所述基本編碼單元的方差或邊緣強度計算所述復(fù)雜度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的率失真優(yōu)化方法，其特征在于，在步驟根據(jù)所述復(fù)雜度篩選獲得所述基本編碼單元的分割方式中， 通過比較所述復(fù)雜度與預(yù)設(shè)的復(fù)雜度閾值來篩選獲得所述基本編碼單元的分割方式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的率失真優(yōu)化方法，其特征在于，在步驟采用所述分割方式對所述基本編碼單元進行率失真優(yōu)化中， 采用所述分割方式對所述基本編碼單元進行率失真優(yōu)化以獲得所述分割方式中的最優(yōu)分割方式，通過所述最優(yōu)分割方式獲得所述最優(yōu)編碼模式。
5.一種視頻編碼方法，其特征在于，包括步驟: 將視頻圖像編碼分割成多個基本編碼單元； 采用權(quán)利要求1-4任一項所述的率失真優(yōu)化方法對所述基本編碼單元進行率失真優(yōu)化，以獲得所述基本編碼單元的最優(yōu)編碼模式； 基于所述最優(yōu)編碼模式對所述視頻圖像進行視頻編碼。
6.一種率失真優(yōu)化裝置，其特征在于，包括: 復(fù)雜度計算模塊，用于計算基本編碼單元的視頻內(nèi)容的復(fù)雜度； 分割單元篩選模塊，用于根據(jù)所述復(fù)雜度篩選獲得所述基本編碼單元的分割方式； 率失真優(yōu)化模塊，用于采用所述分割方式對所述基本編碼單元進行率失真優(yōu)化，以獲得所述基本編碼單元的最優(yōu)編碼模式。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的率失真優(yōu)化裝置，其特征在于，所述復(fù)雜度計算模塊進一步通過所述基本編碼單元的方差或邊緣強度來計算所述復(fù)雜度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的率失真優(yōu)化裝置，其特征在于，所述分割單元篩選模塊進一步通過比較所述復(fù)雜度與預(yù)設(shè)的復(fù)雜度閾值來篩選獲得所述基本編碼單元的分割方式。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的率失真優(yōu)化裝置，其特征在于，所述率失真優(yōu)化模塊采用所述分割方式對所述基本編碼單元進行率失真優(yōu)化以獲得所述分割方式中的最優(yōu)分割方式，并通過所述最優(yōu)分割方式獲得所述最優(yōu)編碼模式。
10.一種視頻編碼系統(tǒng)，其特征在于，包括: 編碼分割裝置，用于將視頻圖像編碼分割成多個基本編碼單元； 采用權(quán)利要求6-9任一項所述的率失真優(yōu)化裝置，用于對所述基本編碼單元進行率失真優(yōu)化，以獲得所述基本編碼單元的最優(yōu)編碼模式； 視頻編碼裝置，用于基于所述最優(yōu)編碼模式對所述視頻圖像進行視頻編碼。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種率失真優(yōu)化方法及裝置、視頻編碼方法及系統(tǒng)，其中率失真優(yōu)化方法包括步驟計算基本編碼單元的視頻內(nèi)容的復(fù)雜度；根據(jù)復(fù)雜度篩選獲得基本編碼單元的分割方式；采用分割方式對基本編碼單元進行率失真優(yōu)化，以獲得基本編碼單元的最優(yōu)編碼模式。此處，通過基于基本編碼單元的視頻內(nèi)容的復(fù)雜度，預(yù)先排除對基本編碼單元不適用的多個分割方式，在較小損失編碼效率的情況下，大幅度減少了編碼的計算量，有益于視頻編碼的硬件實現(xiàn)和工程應(yīng)用。
文檔編號H04N7/26GK103118262SQ20131004247
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月4日
發(fā)明者林斯銘, 何輝 申請人:深圳廣晟信源技術(shù)有限公司